Mechanical behaviour of metal-ceramic bonds

The mechanical behaviour of ceramics bonded with metal is analyzed from the mechanical point of view (interfacial fracture mechanics, applied and residual stress field) and from the physico-chemical point of view taking into account the embrittlement induced by interfacial reactions or diffusion of metal into ceramic and the damages due to the change in interfacial microstructure (segregation, interfacial phases or films, microcracks, ...) during bonding or life. Indeed the behaviour of metal-ceramic bonds is inevitably dependent on the synthesis of all those parameters.Le comportement mécanique des liaisons céramique-métal est analysé du point de vue mécanique (mécanique de la rupture interfaciale, champs des contraintes appliquées et résiduelles) et, du point de vue physicochimique, en tenant compte des effets de fragilisation induits par les réactions interfaciales ou la diffusion du métal dans la céramique et des endommagements dus aux modifications de la microstructure interfaciale (segrégation, phases et films interfaciaux, microfissures ... ) intervenant lors de l'assemblage ou du service. En effet le comportement des assemblages métal-céramique dépend obligatoirement de la synthèse de tous ces paramètres

Nouveau procédé d’outillage rapide par projection plasma de coques épaisses d’acier sur un modèle en résine élaboré par stéréolithographie

L’utilisation de la projection thermique présente un fort intérêt pour développer de nouvelles méthodes de fabrication rapide d’outils de production tels que les moules d’injection de polymères (méthodes d’outillage rapide). Comparée à l’une des méthodes actuelles les plus en pointe, qui fait appel à la projection à l’arc électrique ou à la flamme, la projection plasma permet une plus grande variété de matériaux et une meilleure maîtrise du procédé, donc d’élaborer des revêtements à propriétés très supérieures. Les travaux présentés portent sur la mise au point de la deuxième étape d’une méthode d’outillage rapide par stéréolithographie combinée à la projection plasma. Il s’agissait d’élaborer des coques épaisses d’acier AISI 316 sur des pièces prototypes en résine fabriquées par stéréolithographie. Pour cela, plusieurs difficultés étaient à vaincre : obtenir une adhérence modèle/dépôt suffisante, conserver les caractéristiques du modèle (forme, précision dimensionnelle, état de surface), éviter toute dégradation thermique du modèle durant la phase de projection, limiter les contraintes résiduelles inhérentes au procédé d’élaboration de dépôts par projection thermique, élaborer des dépôts d’acier compatibles avec les applications industrielles. Les solutions aux différents problèmes posés ont été apportées par le développement d’un procédé inédit de traitement de la surface du substrat et par la mise au point de conditions de projection particulières

Effect of substrate preparation on flattening of plasma sprayed aluminium bronze powders

International audiencePlasma spray coatings are produced by introducing powder particles of the material into a plasma plume, which melts and forwards them to the substrate. The flattening process of these individual molten droplets is one of the most critical factors as the coating quality strongly depends on the deposition of individual particles. Powders of aluminium bronze, a fine (−53 + 11 μ m) and a coarse one (−125 + 45 μm) were plasma sprayed onto stainless steel substrates (AISI 304L) under atmospheric condition with three different substrate temperatures (25, 165 and 270°C). Two different ranges of surface roughness Ra were used: mirror polished substrates with about 0·01-0·03 μm and grit blasted substrates with about 1·89-2·43 μm. A scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectrometry system and an electron probe microanalysis, were used in order to study the splat morphology and the chemical composition of the splats

Effect of substrate roughness and temperature on splat formation in plasma sprayed aluminium bronze

International audienc

Effect of substrate temperature and roughness on the solidification of copper plasma sprayed droplets

International audienceFlattening of an individual thermal sprayed particle on the substrate is a fundamental process for the coating formation. Coating properties such as porosity and adhesion depend strongly from the splats morphology. Also, the microstructure of the coating depends on the nucleation and the grain growth during splats solidification. The influence of the substrate temperature and roughness on the microstructure of copper splats was examined in the present study. Copper (−90 + 45 μm) was plasma sprayed under atmospheric conditions on mirror polished (Ra not, vert, similar 0.02 μm) and on grit-blasted (Ra not, vert, similar 1.33 μm) stainless steel substrates (AISI 304L). The substrates were preheated at three different temperatures: 200 °C, 250 °C and 300 °C. A Schottky field emission scanning electron microscope (SFE-SEM) was used in order to study the splats microstructure. In order to measure the grain size of the splats, image analysis software was used, while the chemical composition of the splats was studied by an electron probe microanalysis (EPMA). It was found that the splats cooling velocity is decreased with the increase of substrate temperature above the transition temperature. Also a further decrease of splats cooling velocity was provoked by increasing the mean substrate roughness